三线制热电阻测温原理(应用在AI模块) (2)培训资料
rtd热电阻三线工作原理
rtd热电阻三线工作原理热电阻是一种常用的温度传感器，用于测量温度变化。
其中，rtd热电阻是一种基于电阻值与温度之间关系的传感器。
在电气工程和自动化领域，rtd热电阻广泛应用于温度控制、监测和调节等方面。
rtd热电阻的工作原理是基于金属导线的电阻随温度的变化而发生变化。
当电流通过金属导线时，由于电阻的存在会产生热量，而这种热量会随着电阻的变化而变化。
而rtd热电阻的电阻值与温度之间的关系是已知的，因此可以通过测量电阻值来确定温度的变化。
rtd热电阻通常由铂金等金属制成，因为铂金具有较高的电阻温度系数和较低的温度漂移。
在rtd热电阻的工作过程中，一般会采用三线接法。
三线接法能够有效地抵消导线电阻对温度测量的影响，并提高测量的精度。
三线接法的原理是在rtd热电阻的两端分别接入两条导线，而第三条导线则连接到rtd热电阻的中间点。
通过这种方式，可以消除由导线电阻引起的误差。
具体来说，当电流通过rtd热电阻时，中间点的电压会随着温度的变化而变化。
通过测量中间点的电压值，就可以确定温度的变化。
三线接法能够在一定程度上消除导线电阻的影响，提高温度测量的准确性。
在实际应用中，还可以采用四线接法或更多的线路连接方式，以进一步提高测量的精度。
总结起来，rtd热电阻三线工作原理是基于电阻随温度的变化而变化。
通过测量电阻值或电压值，可以确定温度的变化。
三线接法可以消除导线电阻对温度测量的影响，提高测量的准确性。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的接线方式，并进行相应的校准和调整，以确保温度测量的精确度和可靠性。
rtd热电阻的三线工作原理在工业领域和科学研究中具有重要的应用价值。
它能够提供准确可靠的温度测量数据，为温控系统的运行和调节提供支持。
同时，在工程设计中，也可以根据rtd热电阻的特性进行合理选择和布置，以满足特定应用的要求。
rtd热电阻三线工作原理是一种基于电阻与温度之间关系的温度传感器工作原理。
通过合理的接线方式和测量方法，可以获得准确可靠的温度测量数据，为工业和科学研究提供重要支持。
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2、三线制：在热电阻的根 部的一端连接一根引线，另一端连接两根 引线的方式称为三线制，这种方式通常与 电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻 的影响，是工业过程控制中的最常用的引 线电阻。
3、四线制：在热电阻的根部两端 各连接两根导线的方式称为四线制，其 中两根引线为热电阻提供恒定电流I， 把R转换成电压信号U，再通过另两根引 线把U引至二次仪表。可见这种引线方 式可完全消除引线的电阻影响，主要用 于高精度的温度检测。
1、为什么会产生不同的接线方式：
因为热电阻的阻值小，因此连接导线的电阻以及接触电阻会对其测 温精度产生较大影响，所以引入三线制或者四线制就是要消除这些影响
与热电阻连接的检测设备（温控表、PLC输入等）都有四个接线端 子。I+、I-、V+、V-。
其中，I+、I-端是为了给热电阻提供恒定的电流，V+、V-是用来监 测热电阻的电压变化，依次检测温度变化。
测量滞后小； ②机械性能好、耐振，抗冲击； ③能弯曲，便于安装 ④使用寿命长。
3）端面热电阻
端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕 制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比 ，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适 用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
4）隔爆型热电阻
隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒， 把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花 或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒 内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电 阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场 所的温度测量。
热电阻测温原理及材料
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这 一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此 外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻虽 然在工业中应用比较广泛,但是由于他的测温范围使他的应用受到 了一定的限制,其优点很多,可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强, 互换性以及准确性都比较好,但需要电源激励,不能够瞬时测量温度 的变化。
三线制的测温应用原理图
三线制的测温应用原理图引言三线制测温应用是一种常见的温度测量方法，它通过使用三个电阻器来实现对温度变化的测量和监控。
本文将介绍三线制测温应用的原理图及其工作原理。
三线制测温应用原理图三线制测温应用的原理图如下所示：工作原理三线制测温应用基于热敏电阻的温度特性以及电阻器的电压变化。
下面是三线制测温应用的工作原理：1.电压输入：将电源电压输入到三线制测温应用电路中。
2.热敏电阻：热敏电阻是测量温度变化的关键元件。
在三线制测温应用中，它通常被放置在待测物体的表面。
3.电阻器：三线制测温应用通常使用三个电阻器，它们分别被称为A、B和C。
其中A和B分别用于测量热敏电阻的电压变化，而C则用作参考电压。
4.比较器：三线制测温应用还包括一个比较器，用于比较A和B电阻器的电压变化，并输出相应的信号。
三线制测温应用的优势三线制测温应用相对于其他测温方法具有以下优势：1.精度高：由于使用了三个电阻器进行测量，三线制测温应用能够提供更加精确的温度测量结果。
2.抗干扰能力强：通过使用多个电阻器进行测量，并比较其电压变化，三线制测温应用能够有效抵抗外界电磁干扰。
3.可靠性高：三线制测温应用采用了三个独立的电阻器，即使其中一个电阻器出现问题，仍然可以正常进行温度测量。
应用范围三线制测温应用广泛应用于各种温度测量场景，包括但不限于以下领域：1.工业领域：三线制测温应用可用于监控设备温度、机械温度以及流体温度等，保证设备和工艺的正常运行。
2.医疗领域：三线制测温应用可用于医疗设备和仪器的温度测量，帮助医生和护士监控患者的体温变化。
3.环境监测：三线制测温应用可用于监测环境温度，包括室内温度、室外温度以及水体温度等。
4.农业领域：三线制测温应用可用于农业设施和农作物的温度监测，帮助农民了解环境对作物生长的影响。
总结三线制测温应用是一种常用的温度测量方法，它通过使用三个电阻器来实现对温度变化的测量和监控。
本文介绍了三线制测温应用的原理图和工作原理，并探讨了其在各个领域的应用范围。
热电阻三线制
热电阻三线制
热电阻三线制是一种热量检测器，由三根导线构成。
由热电阻、温度
传感器组成，其中热电阻作为温度传感器，而温度传感器作为输入设备。
其结构简单，性能稳定。
1、热电阻两根导线：一根用来测量环境温度，另一根用来测量热电
阻本身的温度，来表示温度差。
2、热电阻本身一根导线：该导线为电源线，用于给热电阻提供电源。
热电阻三线制的工作原理是，热电阻本身的导线电流通过释放出的热量，利用热电阻的热敏特性，让热电阻的电流发生变化，从而检测出环境
温度。
当环境温度升高时，热电阻本身的温度也会升高，从而增加热电阻
的电阻值，进而影响热电阻的电流，从而测量出环境的温度变化。
热电阻测温三线制接线原理图解_New
热电阻测温三线制接线原理图解
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热电阻测温三线制接线原理图解
在工业生产中，热电阻温度仪表大多是采用不平衡电桥来进行测量的。
其测量电路原理如图所示：
由于把热电阻接人电桥的铜导线的电阻值会随着环境温度的变化而发生变化，如果只把连接导线接在一个桥臂上，当环境温度变化时，连接导线电阻的变化值将与热电阻RT的电阻变化值相叠加，而产生附加误差。
所以在工业上普遍采用三线制的接线方法，把导线2与3分别接至电桥的两个桥臂上，当电线的电阻变化时，可以互相抵消一部分，以减少对仪表示值的影响。
但误差减小是有限度的，对于不平衡电桥，只有在仪表刻度的始点才能得到全补偿，而在满刻度时上述的附加误差是最大的。
对于不平衡电桥还要考虑电源引线的附加温度误差，当有电流流过热电阻连接电源的导线1时，会有一定的电压降，当环境温度变化时，电桥的上、下支路电压也会随之发生变化，从而给仪表带来一定的附加温度误差。
由于上述原因，对于配热电阻的动圈仪表，当用三线制接线法时，对连接导线的电阻值有规定，一般每条线的电阻为5Ω，若不足5Ω，
则须用锰铜电阻补足，以保证仪表的最大附加误差不超过0.5%。
对于使用集成运算放大器的显示控制仪，其输入阻抗很高，外接导线电阻的变化比仪表的输入阻抗小得多，故可以忽略导线电阻阻值的变化而不会影响测量精度。
因此对连接导线的电阻值就没有要求了，这样可免去调整外线电阻的工作。
三线制热电阻工作原理解析及常见故障分析
三线制热电阻传感器的故障分析摘要：热电阻传感器是一种稳定性好、精度高、测量范围大的温度传感器，因而被广泛应用。
但是热电阻传感器的连接导线电阻随温度的变化而变化，对测量结果的影响不容忽视。
为了消除导线电阻的影响，热电阻测温常采用不平衡电桥式三线制接法，从而使温度误差得到了补偿。
关键词：热电阻、平衡电桥、三线制一、热电阻与热电偶的区别1.热电阻和热电偶的工作原理热电偶工作原理是基于赛贝克效应,即两种不同热点特性的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电势的物理现象。
它由两根不同导线（热电极）组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端（也称工作端）。
将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端（参比端或自由端）则与显示仪表相连。
如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。
热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。
当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。
2. 如何选择热电偶和热电阻根据测温范围选择：500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻；页脚内容1页脚内容2根据测量精度选择：对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶；根据测量范围选择：热电偶所测量的一般指“点"温，热电阻所测量的一般指空间平均温度。
二．热电阻的二线制原理和三线制原理的区别1.热电阻的二线制原理在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制。
这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r ，r 大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。
图1-1 热电阻二线制接法如图1-1 所示，假设现场的可变电阻RTD 接在电桥的一个桥臂上，另外三个桥臂上均接了电阻R ，这样在检流计中流过的电流就会随着热电阻阻值的变化而变化。
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1、二线制：在热电阻的两端各连接 一根导线来引出电阻信号的方式叫二线 制：这种引方法很简单，但由于连接导 线必然存在引线电阻r，r大小与导线的 材质和长度的因素有关，因此这种引线 方式只适用于测量精度较低的场合。
除去金属屑，清扫 灰尘；找出短路 点，加好绝缘。
保护套管内有金属屑、灰尘； 接线柱间积灰以及热电阻短路
显示仪表 指示无穷小
热电阻的信 号连接方式
二线制 三线制
四线制
更换热电阻 或焊接断线处 （焊毕要校检）
热电阻或引 出线断路
显示仪表 指示无穷大
热电阻常见故障 原因、分析、维修
热电阻简介
显示仪表与
显示仪表示值偏
热电阻测温原理及材料
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这 一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此 外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻虽 然在工业中应用比较广泛,但是由于他的测温范围使他的应用受到 了一定的限制,其优点很多,可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强, 互换性以及准确性都比较好,但需要电源激励,不能够瞬时测量温度 的变化。
目录
一、热电阻简介 二、热电阻的分类 三、热电阻的信号连接方式 四、热电阻测温系统的组成 五、热电阻测温原理与材料 六、热电阻常见故障
1、常见故障的分析 2、常见故障的维修
热电阻简介
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是 测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不 仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
4线就是从热电阻两端引出4线，和4个端子连接。 3线就是引出3线，这需要检测设备方的I-\V-短接。 2线就使引出2线，这需要检测设备方的I-\V-、I+/V+短接
三线制铂热电阻
三线制铂热电阻
三线制铂热电阻（3-wire Platinum Resistance Thermometer）是
一种常用的温度传感器。
它由铂电阻丝制成，具有较高的精度和稳定性，广泛应用于温度测量领域。
三线制铂热电阻与传统的两线制铂热电阻相比，多了一条补偿线。
传统的两线制铂热电阻中，导线电阻会对温度测量结果产生影响，而三线制铂热电阻通过使用补偿线，可以消除导线电阻对结果的影响。
三线制铂热电阻的工作原理是根据铂电阻丝的温度系数，通过测量铂电阻丝的电阻值来计算温度。
它可以在较广泛的温度范围内工作，通常可测量-200℃至800℃之间的温度。
三线制铂热电阻具有较高的精度和稳定性，且抗干扰能力较强。
在工业自动化控制系统中，它常用于精密温度测量，如石化、冶金、电力等领域。
总的来说，三线制铂热电阻是一种准确可靠的温度传感器，它通过测量铂电阻丝的电阻值来计算温度，并通过补偿线消除导线电阻对结果的影响。
它在工业领域中广泛应用，特别适用于要求较高精度和稳定性的温度测量场合。
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• 惠更斯电桥
R1
R2
R1
a
R2
R4
R3
电源
R3
b
R4
Hale Waihona Puke 电源惠更斯电桥的原理图如图所示,它的测量原理是当电桥的上下两个桥臂的 电阻对应成比例时,a点和b点的电位相等,则检流计流过的电流为零.当其 中一个电阻的阻值发生变化时,a点和b点的电位就会不等,检流计中就会有 电流流过,检流计的指针就会发生偏转.根据这个原理,如果这四个电阻中 的任何一个是未知的,而另外三个电阻相等时就可以通过检流计的偏转程 度得知未知电阻的大小.
下图的左边部分是三线制的原理接线图.由图中看出电源通过C线接入测量桥路,这 时电路就可以等效为右图.从右图得知,A线和B线的线路电阻 r 被分别连接到上下 桥臂中.由于这两根导线的长度一样,既电阻一样,这样就消除了线路电阻的影响.
注意:在等效线路图中没有将C线的线路电阻画出来,这是因为它在供电线路中可以 忽略不计.但是当由于接触不良造成C线电阻过大时,情况就会发生变化.由于C线电 阻过大,供到电桥中的电压会有较大的压降损失,从而导致桥路的输出比实际的要低
• 检查热电阻是否正常的方法是:无论你在那一个位置(PLC柜的接线端 子、中间端子箱、就地电阻杆)进行检查时,都要将A线断开. 这是因为 使用万用表的电阻档测量电阻时,表本身要向铂电阻供电,而A线同样 是向铂电阻供电的线路.如果不拆下A线,则测量的值就会与实际值相 去甚远.
• 断开A线后先将表的红、黑表笔短接,校对表的零点.然后测量AB间、 AC间电阻的值,并对这两个值进行比较.如果一致,再用这个值使用前 面所示的公式求出实际温度值.
因此,在实际维护中发现仪表的显示值比实际低时,应检查C线电阻值.
现场
PLC
r C
电源
r B
RTD
A r
R
R
R R
电源
R
R
r r
RTD
C
B
RTD
A
现场
r
PLC
电源
R
R
r
R
r
Pt100热电阻的结构
• 三线制电阻杆的示意图如左图所 示.电阻体的一端引出一根引线, 我们称为A线,另一端引出两根引 线,称为B线和C线.
• 热电阻检测温度的原理是利用了热敏电阻的阻值与温度对应成比例的 原理,通过检测电阻值的大小来确定检测对象的实际温度.
• 在实际现场中使用的热电阻的型号大多是Pt100,这个型号的含义是当 实际温度是0度时,热电阻的阻值是100欧姆.温度每升高或降低一度阻 值将变化约0.39欧姆.例如:当你使用万用表测量的阻值为110欧姆时, 你可以通过下列计算方法得到实际温度值.先将实测阻值110减去100 得到其差值10欧姆,然后用10除以0.39就可以得到实际的温度了.在本 例中实际的温度值为25.64度.如果实测电阻值为90欧姆,计算方法和前 面的一样,用90减去100得到-10,用-10除以0.39得到实际温度值为零下 25.64度.
• 当温度值显示为无穷大时,一般情况下故障原因是由于线路开路引起. 如果温度值显示为负最大,一般情况下为线路短路引起.
• 由上述两点引申出下面的结论:1.如果显示温度比实际的要高,则可能 由于接线端子接触不良或接线松脱、折断造成电阻增大所至.这时应 对电阻杆接线盒内的接线柱和各个中间端子箱的对应端子进行检查并 紧固.另外也可能由于端子与导线间有氧化层使得电阻增大所引起.这 种情况可使用砂纸或其他工具将氧化层去除即可;2.如果显示温度比 实际的要低,则可能有短路现象或如前面所讲的那样C线电阻增大所引 起.
• A线、B线和C线引入接线盒内并 分别接在标有A、B和C(或B,b) 的接线端子上.
• 当来自PLC的三根信号电缆一一 对应的接到这三个端子上时,随温 度变化的电阻值就被接入到PLC 的AI 输入插板中并转换为实际温 度.
端盖 接线盒
引线B 引线C
充填物
接线盒
A B
引线
紧定螺母
C
接线端子
保护管
引线A 铂电阻体
对于使用Pt100热电阻测量介质温度时发生故
障时的一般检查方法
• 当HMI上的温度显示值波动较为剧烈时,一般情况下是由于接触不良造 成的.这是因为温度是一种变化比较缓慢的量,属于惯性环节.特别是热 容较大的被测对象.(如检测一个几十立方米容积的液体储槽中的液体 温度时,温度基本不会发生剧烈波动.)在这种情况下应检查各接线端子 处的端子接线是否有松动现象或连接导线有无似断似连的现象.